Ćwiczenie nr . 8

Temat : Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET

i MOSFET

1 Cel ćwiczenia

pomiar ch - k wyjściowych i przejściowych tranzystorów JFET

pomiar charakterystyk wyjściowych i przejściowych tranzystorów MOSFET

pomiar charakterystyk wyjściowych i przejściowych tranzystorów MOSFET z

1. podwójną bramką

-1. wyznaczenie parametrów elektrycznych mierzonych tranzystorów

2 Spis przyrządów

1. a) Zasilacz stabilizowany prądowo P317

1. b) Multimetr 1321

Multimetr VC - 10T

Tranzystor BF-245 , BF-982 , IRF-520

Zasilacz ZLS - 3

Rejestrator X-Y

Zestaw płytek pomiarowych

3 Schematy pomiarowe

Układ do pomiaru ch-k wyjściowych tranzystora unipolarnego z wykorzystaniem rejestratora X-Y BF-245

-1. Układ do pomiaru ch-k przejściowych tranzystora unipolarnego z wykorzystaniem rejestratora X-Y BF-245

Układ do pomiaru ch-k wyjściowych tranzystora unipolarnego z izolowaną

bramką z wykorzystaniem rejestratora X-Y IRF-520

d) Układ do pomiaru ch-k przejściowych tranzystora unipolarnego z podwójną bramką , z wykorzystaniem rejestratora X-Y BF-982

4 Obliczenia

A) Obliczenia dotyczące tranzystora BF-245

Obliczenia G_ko ( konduktancji kanału otwartego , dla zakresu liniowego) U_gs = 0

oraz G_K dla U_gs = const

U_GS = 0V G_KO = 6,1mA / 1,5V = 4,1 mS

U_GS = -2,8V G_K = 0,5mA / 1,5V = 0,33 mS

U_GS = -1,4V G_K = 3,15mA / 1,5V = 2,1 mS

U_GS = -0,2V G_K = 5,5mA / 1,5V = 3,67 mS

Obliczenia konduktancji przejściowej g_m

P₁ U_DS = 1,5V g_m = 0,4 mA / 0,2V = 2 mS

P₂ U_DS = 3 V g_m = 0,6 mA / 0,2V = 3 mS

P₃ U_DS = 10V g_m = 0,7 mA / 0,2V = 3,5 mS

Obliczenia konduktancji wyjściowej (zakres nienasycenia ) g_ds

P₁ U_GS = -2,8V g_ds = 0,75 mA / 0,1V = 0,75 mS

P₂ U_GS = -1,4V g_ds = 0,25 mA / 0,1V = 2,5 mS

P₃ U_GS = -0,2V g_ds = 0,4 mA / 0,1V = 4 mS

Obliczenia g_ds ( konduktancji wyjściowej , dla zakresu nasycenia ) U_gs = const

P1 U_GS = -2V g_ds = 0,1 mA / 1V = 0,1 mS

P2 U_GS = -1V g_ds = 0,15 mA / 1V = 0,15 mS

P3 U_GS = 0V g_ds = 0,1 mA / 1V = 0,1 mS

prądy I_DSS , oraz napięcie U_P odczytane bezpośrednio z wykresu :

U_DS = 1,5V I_DSS = 4,7 mA

U_DS = 3 V I_DSS = 8,2 mA

U_DS = 10V I_DSS = 9,2 mA

U_P = -3,6V

Obliczenia dla tranzystora IRF-520

- Obliczenia konduktancji przejściowej g_m

P₁ U_DS = 10 mV g_m = 0,95 mA / 0,05V = 19 mS

P₂ U_DS = 3 mV g_m = 1,7 mA / 0,05 V = 34 mS

P₃ U_DS = 0,15 mV g_m = 0,4 mA / 0,05V = 8 mS

- Obliczenia konduktancji wyjściowej g_ds

P₁ U_GS = 2,9V g_ds = 0,01 mA / 20 mV = 0,5 mS

P₂ U_GS = 3V g_ds = 0,015 mA /20 mV = 0,75 mS

P₃ U_GS = 3,05V g_ds = 0,017 mA / 20 mV = 0,85 mS

Wartość dąży do zera , bo niewielkiej zmianie I_D towarzysz duża zmiana napięcia U_DS .

- Napięcie U_P odczytane bezpośrednio z wykresu :

U_P = 2,76 V

Tranzystor BF 982

- Prądy I_DSS , oraz napięcie U_P odczytane bezpośrednio z wykresu :

U_G2 = -1,5V I_DSS = 3,8 mA

U_G2 = -0,5V I_DSS = 3,45 mA

U_G2= 0V I_DSS = 3,05 mA

U_G2= 0,5V I_DSS = 1,5 mA

U_G2= 0,6V I_DSS = 0,72 mA

U_G2= - 4V I_DSS = 4 mA wzbudzenie układu

U_P = -0,81 V

Uwagi i wnioski

Wyznaczyliśmy charakterystyki przejściową i wyjściową tranzystora BF-245 .

Na ich podstawie wyznaczyliśmy współczynniki :G_KO , U_p , I_DSS , g_m , g_ds . Wartości wypisane są w podpunkcie 4. Napięcie U_p wyznaczyliśmy za pomocą prostej o równaniu która przecina krzywą I_D = f ( U_DS ) jednoznacznie określając wartość napięcia odcięcia kanału . W ten sam sposób wyznaczyliśmy napięcie U_T i U_P dla tranzystorów IRF520 oraz BF928 .

Dla tranzystora BF-245 wykreśliłem zależność I_D = f ( U_DS ) w zakresie liniowym , tzn. dla małego napięcia U_DS . W tym celu wykreśliłem korzystając z charakterystyki wyjściowej dodatkowe charakterystyki przejściowe , które jednak nie są dość dokładne ,

dlatego brałem pod uwagę głównie krzywą wykreśloną przez rejestrator X - Y , o napięciu U_DS = 1,5V .

Na podstawie charakterystyki przejściowej tranzystora IRF-520 wyznaczyliśmy konduktancję przejściową g_m .

Z charakterystyki wyjściowej w zakresie nienasycenia trudno jest wyznaczyć , gdyż skala okazuje się zbyt wąska , natomiast dla zakresu nasycenia obliczenia wykonałem w powyższej części . Zauważyć należy że jest bardzo małe co jest zgodne z oczekiwaniami . Z ch-ki przejściowej odczytaliśmy napięcie U_T = 2,76V .

Wykreśliliśmy charakterystykę przejściową tranzystora BF-982 z podwójną bramką . Na jej podstawie wykreśliliśmy napięcie odcięcia U_P = 0,81V , oraz prądy I_DSS . Dla dużej polaryzacji bramki drugiej napięciem ujemnym -4V układ się wzbudza generując przebieg odmienny niż spodziewaliśmy się otrzymać .

---